Handgeführten Laserschweißgeräten in der Blechbearbeitung

Yupec Laser
November 10, 2023

Bei der modernen Blechbearbeitungstechnologie ist die Laserschweißtechnologie zu einer unverzichtbaren Innovation geworden, die den Herstellern effiziente und qualitativ hochwertige Lösungen bietet. Handheld-Laserschweiß maschinen und automatisierte Laserschweiß maschinen werden häufig in der Blechbearbeitung eingesetzt. Dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf die Anwendung von handgeführten Laserschweißgeräten in der Blechbearbeitung und untersucht deren Eigenschaften, Vorteile und einen Vergleich mit automatisierten Laserschweißmaschinen.

Überblick über die Handgeführte Laserschweißtechnologie

Handgeführte Laserschweißgeräte sind eine hochpräzise Schweißmethode, die einen Laserstrahl verwendet, um das Material lokal auf seinen Schmelzpunkt zu erhitzen und es dann schnell abzukühlen, um den Schweißprozess abzuschließen. Die Arbeitsprinzipien und die Maschine dieser Technologie umfassen hauptsächlich eine Laserquelle, ein optisches System, ein handgeführtes Gerät und ein Steuersystem. Handgeführte Laserschweißgeräte sind typischerweise tragbar, was es den Bedienern ermöglicht, an den erforderlichen Stellen zu schweißen, was sie in der Blechbearbeitung äußerst nützlich macht.

Anforderungen in der Blechbearbeitungsindustrie

Die Blechbearbeitung ist ein kritischer Sektor in der Fertigung und umfasst die Herstellung verschiedener Produkte wie Automobile, elektronische Geräte, Haushaltsgeräte, Luft- und Raumfahrtkomponenten und mehr. Da die Anforderungen an Schweißfestigkeit und optisches Erscheinungsbild beim Blechschweißen weiter steigen, insbesondere für hochwertige Komponenten mit strengen Anforderungen an die Schweißqualität, neigen traditionelle Schweißmethoden, die eine signifikante Wärmeeinbringung mit sich bringen, dazu, Probleme wie Verformung der Werkstücke und den Bedarf an umfangreicher Schleif- und Formbearbeitung zu verursachen, was die Kosten erhöht. Das Laserschweißen hingegen bietet eine hohe Energiedichte, eine geringe Wärmeeinflusszone, was die Schweißeffizienz und -qualität erheblich verbessert und gleichzeitig die Nachbearbeitungszeit reduziert. Folglich wird die Anwendung von Laserschweißen in der modernen Blechfertigung zunehmend verbreitet.

In der Blechfertigung haben verschiedene Produkte unterschiedliche Anforderungen an Schweißfestigkeit, optisches Erscheinungsbild und Geschwindigkeit. Das Laserschweißen kann optisch ansprechende, glatte, verformungsfreie Schweißnähte erzeugen. Einige Komponenten mit internen Strukturen oder solche, die nach dem Schweißen lackiert werden sollen, erfordern jedoch eine höhere Schweißfestigkeit und Schweißgeschwindigkeit. In dieser Hinsicht haben handgeführte Laserschweißgeräte einen erheblichen Vorteil, da sie nicht nur optisch ansprechendes Leitungsschweißen erreichen können, sondern auch Hochfestigkeits- und Tiefpenetrationsschweißen bei hohen Geschwindigkeiten.

Eigenschaften von Handgeführten Laserschweißgeräten

Handgeführte Laserschweißgeräte und automatisierte Laserschweißmaschinen werden häufig in der Blechbearbeitung eingesetzt. Die meisten Blechverarbeitungsunternehmen bearbeiten hauptsächlich Materialien wie dünne Bleche oder mitteldicke Bleche, darunter kaltgewalzte Bleche, verzinkte Bleche, Edelstahlbleche und Aluminiumbleche. Das handgeführte Laserschweißgerät ist ein Einsteigerprodukt, das sich für Blechverarbeitungsunternehmen eignet. Es handelt sich um ein vielseitiges Laserschweißgerät, das nur minimale Bedienerkenntnisse erfordert und daher für regelmäßige Schweißer geeignet ist. Die Maschine ist benutzerfreundlich und ermöglicht eine einfache Bedienung, auch ohne die Anleitung erfahrener Experten. Im Vergleich zu traditionellen Methoden wie WIG-Schweißen und MIG-Schweißen, bietet das handgeführte Laserschweißen schnellere Schweißgeschwindigkeiten, kontrollierte Verzerrungen und ästhetisch ansprechende Schweißnähte. In vielen Fällen ist kein Nachschleifen oder nur ein minimales Nachschleifen erforderlich.

Früher wurde häufig angenommen, dass das Laserschweißen für hochwertige Verarbeitungsanforderungen reserviert ist. Mit technologischen Fortschritten dringt das Laserschweißen jedoch in neue Marktsegmente vor, einschließlich des Schweißens für Produkte wie Metallzäune, Badezimmerarmaturen, Schränke, Gehäuse, Schränke und Geländer. Diese Arten von Schweißarbeiten sind oft unregelmäßig, umfassen mehrere Kleinserienaufträge und erfordern keine Vorrichtungen. Das handgeführte Laserschweißen ist ein vielseitiges Werkzeug für diese spezialisierten Marktsegmente.

Handgeführte Laserschweißgeräte weisen mehrere wichtige Merkmale in der Blechbearbeitung auf:

Flexibilität und Manövrierfähigkeit: Handgeführte Laserschweißgeräte sind äußerst flexibel und können sich an verschiedene Formen und Größen von Werkstücken anpassen. Die Bediener können die Maschine frei bewegen, um verschiedene Stellen zu schweißen, was sie für verschiedene Arbeitsumgebungen geeignet macht.

Reparaturen und Detail-Schweißarbeiten: Handgeführte Geräte eignen sich für Reparaturarbeiten und das Schweißen kleiner Teile an schwer zugänglichen Stellen. Sie können winzige Komponenten präzise schweißen und eignen sich daher ideal für Feinarbeiten in der Blechbearbeitung.

Bedienerkenntnisse: Im Vergleich zu automatisierten Systemen ist ein handgeführtes Gerät einfacher zu bedienen und erfordert weniger Schulung. Die Bediener können die Schweißparameter manuell anpassen, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.

Geeignet für die Kleinserienproduktion: Handgeführte Geräte eignen sich ideal für die Kleinserienproduktion, insbesondere wenn eine personalisierte Bearbeitung erforderlich ist. Sie haben geringe Anfangskosten und sind daher für kleine und mittlere Unternehmen oder Blechwerkstätten geeignet.

Schnelles Einrichten: Handgeführte Laserschweißgeräte erfordern in der Regel keine komplexen Einrichtungs- und Vorheizprozesse. Sie können schnell mit Schweißaufgaben beginnen und die Produktionsausfallzeiten reduzieren.

Flexible Schweißmodi: Handgeführte Geräte unterstützen oft verschiedene Schweißmodi, einschließlich Punktschweißen, kontinuierlichem Schweißen, Impulsschweißen und mehr, was sie für eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen geeignet macht.

Niedrige Wartungskosten: Im Vergleich zu komplexen automatisierten Systemen haben handgeführte Laserschweißgeräte in der Regel niedrigere Wartungskosten, da sie keine großen Automatisierungssysteme umfassen, die gewartet werden müssen.

Sicherheit und Umweltfreundlichkeit: Handgeführte Laserschweißgeräte erzeugen minimale Wärmeeinbringung und Rauch, was die Risiken für Bediener verringert und die Sicherheit verbessert. Sie zeichnen sich auch durch geringe Geräuschpegel aus, was die Arbeitsumgebung verbessert und die Lärmbelastung reduziert. Da sie keine Verbrauchsmaterialien benötigen, reduzieren sie den Ressourcenverbrauch und fördern die Umweltschonung.

Handgeführte Laserschweißgeräte vs. Automatisierte Laserschweißmaschinen

Handgeführte Laserschweißgeräte werden hauptsächlich zum Schweißen verschiedener Kleinserien-, dünnblechiger Blechkomponenten verwendet. Die Benutzer können die Maschinenleistung je nach Materialstärke des Produkts und den Schweißanforderungen wählen. Für die Großserienproduktion von Blechkomponenten hängt die Wahl der automatisierten Laserschweißmaschine von Faktoren wie Auftragsvolumen, Materialstärke, Struktur der zu schweißenden Produkte, Länge der Schweißnaht, erforderlicher Schweißtiefe und Konsistenz der Schweißnaht vor dem Schweißen ab.

Handgeführte Laserschweißmaschine

Vorteile:

Flexibilität und Manövrierfähigkeit: Handgeführte Laserschweißmaschinen sind äußerst flexibel und ermöglichen den Einsatz an verschiedenen Positionen auf verschiedenen Werkstücken.
Geeignet für Kleinserienproduktion: Handgeführte Laserschweißmaschinen sind eine wirtschaftliche und effiziente Wahl für die Kleinserienproduktion und Reparaturarbeiten, da sie kein groß angelegtes Automationssystem erfordern.
Bedienerkenntnisse: Handgeführte Laserschweißmaschinen sind benutzerfreundlich und erfordern nur minimale Schulung. Schweißer mit grundlegenden Fähigkeiten können sie effektiv bedienen, ohne dass erfahrene Fachleute erforderlich sind.
Wartung und Kosten: Handgeführte Laserschweißmaschinen sind einfacher zu warten, da sie keine komplexen automatisierten Systeme haben und keine erheblichen Investitionen erfordern.

Nachteile:

Niedrigere Produktionseffizienz: Handgeführte Laserschweißmaschinen haben in der Regel langsamere Produktionsgeschwindigkeiten und sind nicht für Großserienproduktionsanforderungen geeignet.
Konsistenz: Manuelle Operationen können aufgrund von Unterschieden in den Bedienerfähigkeiten Variationen einführen, die die Konsistenz der Schweißqualität beeinträchtigen.
Ermüdung: Lang anhaltende manuelle Betrieb kann zu Betriebsmüdigkeit führen, was die Schweißqualität und -konsistenz beeinträchtigen kann.

Automatisierte Laserschweißmaschine

Vorteile:

Hohe Produktionseffizienz: Automatisierte Laserschweißmaschinen bieten in der Regel hohe Schweißgeschwindigkeiten, die für die Großserienproduktion geeignet sind, und verbessern die Produktionseffizienz.
Konsistenz und Präzision: Automatisierte Laserschweißsysteme bieten einen hochkontrollierten Schweißprozess, der die Unsicherheit durch manuelle Operationen beseitigt und eine konsistente Schweißqualität gewährleistet.
Geeignet für komplexe Geometrien: Automatisierte Laserschweißsysteme können komplexe Blechteile gemäß dem Programm schweißen und beseitigen so die Notwendigkeit manueller Operationen.
Kontinuierlicher Betrieb: Automatisierte Laserschweißmaschinen können kontinuierlich betrieben werden, ohne dass sie durch Betriebsmüdigkeit beeinträchtigt werden.

Nachteile:

Hohe Kosten: Automatisierte Laserschweißsysteme erfordern in der Regel erhebliche Investitionen, einschließlich Ausrüstungs- und Systemintegrationskosten.
Einschränkungen des Produktionsvolumens: Geeignet für die Großserienproduktion, aber möglicherweise nicht ideal für Kleinserienproduktion oder sich schnell ändernde Anforderungen.
Komplexität: Automatisierte Laserschweißsysteme erfordern fortgeschrittene Programmierung und Wartung sowie spezialisiertes Bedienungswissen.

Zusammenfassend ist die handgeführte Laserschweißmaschine für die Kleinserienproduktion, Reparaturarbeiten und flexible Anwendungen geeignet und bietet Vorteile hinsichtlich Flexibilität und niedrigeren Kosten. Die automatisierte Laserschweißmaschine ist ideal für die Großserienproduktion und bietet eine erhöhte Produktionseffizienz, Konsistenz und Präzision. Sie ist jedoch mit höheren Investitionen und spezialisierter Wartung verbunden. Die Wahl zwischen diesen beiden Optionen hängt von den Produktionsanforderungen, dem Budget und der Art der Schweißaufgaben ab.

Technische Herausforderungen und Zukunftsaussichten

Obwohl die Technologie des handgeführten Laserschweißens im Bereich der Blechbearbeitung bereits bedeutende Erfolge erzielt hat, stehen ihr immer noch einige kritische Herausforderungen gegenüber. Diese Herausforderungen beeinflussen die weitreichende Anwendung der Technologie und motivieren Forscher und Hersteller, kontinuierlich nach Lösungen zu suchen. Im Folgenden sind einige der wichtigsten technischen Herausforderungen aufgeführt:

Kostenherausforderungen: Die Anschaffungs- und Wartungskosten für handgeführte Laserschweißmaschinen sind relativ hoch und können die Einführung durch einige kleine und mittelständische Unternehmen einschränken. Die Senkung der Maschinenkosten wird eine zukünftige Herausforderung sein, um die Technologie für eine breitere Palette von Herstellern zugänglicher zu machen.

Materialkompatibilität: Nicht alle Materialien eignen sich für das Laserschweißen, insbesondere hochreflektierende Materialien wie Aluminium und Kupfer. Die Bewältigung dieser Herausforderung erfordert kontinuierliche Forschung und Innovation, um den Anwendungsbereich der Laserschweißtechnologie zu erweitern.

Wartung und Instandhaltung: Laserschweißmaschinen erfordern regelmäßige Wartung, um Leistung und Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Dazu gehört die Reinigung optischer Systeme, die Wartung und Kalibrierung von Lasersystemen. Die Verbesserung der Maschinenstabilität und -wartungsfreundlichkeit wird eine wichtige Herausforderung sein.

Sicherheit: Laserstrahlung kann für Bediener und Umwelt Risiken darstellen, daher sind wirksame Sicherheitsmaßnahmen und Schulungen erforderlich, um Gefahren zu reduzieren.

Die kontinuierliche Verbesserung und Innovation der Technologie wird Fortschritte in diesem Bereich vorantreiben und der Fertigungsindustrie mehr Möglichkeiten und Vorteile bringen. Im Folgenden sind einige wichtige Punkte zu den Zukunftsaussichten der handgeführten Laserschweißtechnologie zu beachten:

Technologische Fortschritte: Mit den fortlaufenden technologischen Fortschritten werden handgeführte Laserschweißmaschinen effizienter, präziser und stabiler. Neue Lasersysteme und optische Systeme werden die Schweißqualität weiter verbessern.

Kostensenkung: Die Senkung der Kosten für handgeführte Laserschweißmaschinen wird in Zukunft erwartet, um sie für kleine und mittelständische Unternehmen zugänglicher zu machen. Die Kostenreduktion wird die breitere Anwendung erleichtern.

Materialinnovation: Die Erforschung neuer Materialkompatibilität und -anwendbarkeit wird die Entwicklung der Laserschweißtechnologie vorantreiben. Fortschritte in der Materialwissenschaft werden den Anwendungsbereich erweitern.

Automatisierung und Intelligenz: In Zukunft werden handgeführte Laserschweißmaschinen automatisierter und intelligenter. Automatisierte Systeme werden sich an verschiedene Werkstückformen und -größen anpassen und so die Produktivität weiter steigern.

Nachhaltige Fertigung: Die Laserschweißtechnologie birgt erhebliches Potenzial für eine nachhaltige Fertigung und grüne Produktion. Ihre Präzision und hohe Materialnutzung reduzieren Abfall und Energieverbrauch und tragen zur Umweltschonung bei.

Zusammenfassend sieht die Zukunft der handgeführten Laserschweißtechnologie in der Blechbearbeitung vielversprechend aus. Technologische Verbesserungen, Kostensenkungen und Automatisierung werden ihre breite Anwendung vorantreiben und gleichzeitig Sicherheits- und Umweltprobleme angehen, um eine nachhaltige Entwicklung sicherzustellen. Dadurch wird die Effizienz und Produktqualität der Blechbearbeitungsindustrie verbessert und die Fertigung vorangetrieben.

Zusammenfassung

Die Anwendung der handgeführten Laserschweißmaschine in der Blechbearbeitung hat bemerkenswerte Erfolge erzielt und der Fertigungsindustrie hochwertige und effiziente Lösungen bereitgestellt. Die Zukunft dieser Technologie ist vielversprechend, insbesondere da sie weiterhin fortschreitet und sich verbessert. Die handgeführte Laserschweißmaschine ist zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Blechbearbeitungsindustrie geworden und wird auch weiterhin eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Produktqualität, der Steigerung der Effizienz und der Weiterentwicklung der Fertigung spielen. In Zukunft können wir weitere Innovationen erwarten, um die Herausforderungen der handgeführten Laserschweißtechnologie anzugehen und ihren Anwendungsbereich zu erweitern. Dies wird die Entwicklung der Blechbearbeitungsindustrie beschleunigen und die globale Wettbewerbsfähigkeit der Fertigung verbessern.